發(fā)布時間：2021-08-09 14:27

　　我國是一個極度缺水且水資源分布嚴(yán)重不均衡的國家。在農(nóng)業(yè)灌溉方面,我國絕大多數(shù)區(qū)域仍采用傳統(tǒng)而落后的灌溉方式,如漫灌、溝灌等,其水資源利用系數(shù)僅為0.4左右,相比于其他發(fā)達(dá)國家0.8的系數(shù)和先進(jìn)的灌溉技術(shù)與設(shè)備而言,仍具有相當(dāng)大的差距。因此為了提高水資源的利用率、改善農(nóng)業(yè)灌溉現(xiàn)狀以及促進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,設(shè)計一種集檢測、灌溉和遠(yuǎn)程控制于一體的自動節(jié)水灌溉控制設(shè)備迫在眉睫。本課題應(yīng)用嵌入式技術(shù)、近距離無線通信ZigBee技術(shù)、遠(yuǎn)距離通信GPRS技術(shù)和數(shù)據(jù)庫等技術(shù),開發(fā)了一套由田間采集、灌溉設(shè)備和遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺共同構(gòu)成的兩級自動節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)。田間控制系統(tǒng)主要由采集、灌溉終端節(jié)點(diǎn)和主控機(jī)構(gòu)成,其中主控機(jī)在整個自動節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)中起到承上啟下的核心作用。一方面在田間無線通信網(wǎng)絡(luò)中作為協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)著整個網(wǎng)絡(luò)的組建與運(yùn)行；另一方面主控機(jī)通過GPRS模塊與監(jiān)控管理平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的相互交換,與此同時還監(jiān)控著系統(tǒng)變頻器、用電量和顯示屏的運(yùn)作。遠(yuǎn)程監(jiān)控管理平臺以B／S架構(gòu)為基礎(chǔ),通過GPRS網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)對田間農(nóng)作物的監(jiān)控與管理,可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位、土壤溫濕度的實(shí)時顯示和報警等功能。并且還可以根據(jù)農(nóng)作物生長周... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究概況
        1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 自動化節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu)
    1.4 本章小結(jié)
第2章 自動節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
    2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)
    2.2 田間無線通信網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計
        2.2.1 CC2530處理器
        2.2.2 CC2530處理器最小系統(tǒng)設(shè)計
        2.2.3 溫濕度采集模塊設(shè)計
        2.2.4 電磁閥控制模塊設(shè)計
        2.2.5 系統(tǒng)供電模塊設(shè)計
    2.3 田間無線通信網(wǎng)絡(luò)主控機(jī)硬件設(shè)計
        2.3.1 STM32F103處理器
        2.3.2 GPRS模塊設(shè)計
        2.3.3 液晶顯示屏模塊設(shè)計
        2.3.4 系統(tǒng)變頻器和電量控制模塊設(shè)計
        2.3.5 下載模塊設(shè)計
    2.4 本章小結(jié)
第3章 田間無線通信網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)計
    3.1 田間無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述
        3.1.1 無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備類型
        3.1.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類型
        3.1.3 無線通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧架構(gòu)
        3.1.4 Z-Stack協(xié)議棧開發(fā)平臺
    3.2 田間無線通信網(wǎng)絡(luò)中協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計
        3.2.1 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的工作流程
        3.2.2 田間無線通信網(wǎng)絡(luò)的組建
        3.2.3 協(xié)調(diào)器數(shù)據(jù)和命令的處理
        3.2.4 協(xié)調(diào)器路由協(xié)議的設(shè)定
    3.3 田間無線通信網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計
        3.3.1 終端節(jié)點(diǎn)的工作流程
        3.3.2 田間采集節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)步驟
        3.3.3 溫濕度采集程序設(shè)計
    3.4 本章小結(jié)
第4章 系統(tǒng)主控機(jī)及遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺設(shè)計
    4.1 系統(tǒng)主控機(jī)設(shè)計
        4.1.1 STM32F103處理器軟件設(shè)計流程
        4.1.2 TCP/IP協(xié)議
        4.1.3 M35模塊軟件設(shè)計
        4.1.4 液晶屏軟件及圖標(biāo)設(shè)計
    4.2 監(jiān)控平臺設(shè)計方案
        4.2.1 監(jiān)控平臺體系架構(gòu)
        4.2.2 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.2.3 數(shù)據(jù)庫連接池設(shè)計
    4.3 本章小結(jié)
第5章 自動節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)性能測試
    5.1 田間無線通信網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備功能測試
    5.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺性能測試
    5.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)若干關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 尚興宏.南京理工大學(xué) 2013
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碩士論文
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[2]低功耗節(jié)水灌溉系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與應(yīng)用[D]. 張成心.昆明理工大學(xué) 2014
[3]基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控平臺設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D]. 陳也.北京郵電大學(xué) 2014
[4]雙向逆變太陽能供電系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 李強(qiáng).廣東工業(yè)大學(xué) 2013
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[6]基于B/S結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D]. 鄭紅強(qiáng).北京郵電大學(xué) 2010
[7]基于單片機(jī)和GPRS數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的研究[D]. 王振起.哈爾濱理工大學(xué) 2009
[8]灌溉施肥自動化控制系統(tǒng)研究[D]. 嚴(yán)昶.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
[9]基于GPRS的無線監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D]. 鄧榮欽.武漢理工大學(xué) 2007
[10]精確灌溉與施肥自動化控制系統(tǒng)的研究[D]. 馬駿.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005



本文編號：3332239